JPH06333706A - サーミスタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極成分のマイグレーションによる短絡を防
止することができ、かつサーミスタ素体のチッピング
や、電極部にＮｉ層を設けた場合の電極焼け等を防止す
ることのできるサーミスタ装置を得る。 【構成】 電極層が少なくとも一層以上の電極層から構
成されており、最外層の電極層が、主面中央に位置する
中央電極部１２と、該中央電極部１２の周りを囲むよう
に位置する少なくとも１つの環状電極部１４とを備える
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーミスタ素体の両側
主面上に電極部を設けたサーミスタ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】正特性（ＰＴＣ）サーミスタ及び負特性
（ＮＴＣ）サーミスタにおいては、サーミスタ素体の両
側主面上にＡｇを主成分とする電極を形成した構造のも
のが知られている。図５及び図６は、このような従来の
サーミスタ装置の一例を示しており、図５は斜視図であ
り、図６は断面図である。図５及び図６を参照して、チ
タン酸バリウム等のセラミック材料からなるサーミスタ
素体１の両側主面上には、Ａｇを主成分とするオーミッ
ク接触の電極部２，３が形成されている。このようなサ
ーミスタ装置では、電極部２，３が外気に直接触れるた
め、電極部２，３の間に電位差を与えると、サーミスタ
素体１の外周面１ｃに電極部２，３の電極成分であるＡ
ｇが析出し、互いに接近するように移動して、電極部
２，３間で短絡してしまう場合があった。このような現
象は、一般にマイグレーション現象と呼ばれており、特
に高温多湿の雰囲気中で著しく促進されるものである。

【０００３】また、従来のサーミスタ装置として、図７
及び図８に示す構造のものも知られている。図７は斜視
図であり、図８は断面図である。図７及び図８を参照し
て、この従来のサーミスタ装置では、サーミスタ素体１
の両側主面に、主面よりも小さな面積の電極部２，３が
設けられており、電極部２，３の外周端縁部とサーミス
タ素体１の外周端縁部との間にギャップ部１ａ，１ｂが
形成されている。このような構造のサーミスタ装置にお
いて、上述のマイグレーション現象による短絡を防止す
る方法として、ギャップ部１ａ，１ｂを十分に大きくと
る方法が考えられる。しかしながら、ギャップ部１ａ，
１ｂを大きくとると、サーミスタ素体１の発熱部と非発
熱部との間の熱膨張による応力の差により、また電界集
中によるストレスによって、チッピングを生じるという
問題がある。

【０００４】また、従来のサーミスタ装置として、Ａｇ
を主成分とする電極部の下層に、無電解めっき法等によ
りＮｉ電極層を形成した構造のものが知られている。図
９及び図１０は、このような従来のサーミスタ装置を示
す断面図である。図９を参照して、この従来のサーミス
タ装置では、サーミスタ素体１の両側主面に設けられた
Ａｇを主成分とする電極部２，３の下に、無電解めっき
によるＮｉ電極層４，５が設けられている。このように
Ｎｉ電極層４，５を設けた場合にも、図５及び図６に示
す従来のサーミスタ装置と同様に、電極部２，３中のＡ
ｇがサーミスタ素体１の外周面に析出し、マイグレーシ
ョンによる短絡を発生するという問題がある。

【０００５】図１０を参照して、この従来のサーミスタ
装置では、Ｎｉ電極層４，５よりも小さな面積の電極部
２，３が設けられている。電極部２，３は、サーミスタ
素体１の主面よりも小さな面積であるが、その下地層で
あるＮｉ電極層４，５がサーミスタ素体１の主面全体に
設けられているので、図７及び図８に示す従来のサーミ
スタ装置のように、チッピングの問題を生じることはな
い。しかしながら、Ｎｉ電極層の電流容量は、Ａｇを主
成分とする電極部２，３の電流容量よりも小さいので、
電極焼けを生じるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、電極成分のマイグレーションによる短絡を防
止することができ、かつサーミスタ素体のチッピング
や、電極部にＮｉめっき層等を設けた場合の電極焼けを
防止することのできる、サーミスタ装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のサーミスタ装置
は、サーミスタ素体の両側主面上に電極部が設けられて
おり、電極部の少なくとも一方の電極部が少なくとも一
層以上の電極層から構成されており、最外層の電極層が
主面の中央に位置する中央電極部と、該中央電極部の周
りを囲むように位置する少なくとも１つの環状電極部と
を備えることを特徴としている。

【０００８】本発明において、サーミスタ素体の主面上
に設けられる電極部は、少なくとも一層以上の電極層か
ら構成されている。従って、一層のみの電極層であって
もよく、また複数積層された電極層から構成されていて
もよい。複数の電極層から構成される例としては、従来
のサーミスタ装置において説明したような、サーミスタ
素体上に無電解めっきでＮｉ電極層を形成し、その上に
Ａｇ等を主成分とする電極層をペースト印刷等により形
成した構造のものが一例として挙げられる。

【０００９】本発明において、電極部の最外層の電極層
は、サーミスタ素体の主面の中央に位置する中央電極部
と、該中央電極部の周りを囲むように位置する少なくと
も１つの環状電極部とを備えている。

【００１０】本発明において、電極部の最外層の電極層
を形成する電極材料は、特に限定されるものではない。
Ａｇ等のマイグレーションを起こしやすい電極材料成分
を含む場合には、環状電極部の厚みや幅を調節すること
によって、マイグレーションする電極材料成分の量を調
整することができ、これによって電極成分のマイグレー
ションによる短絡を防止することができる。このような
短絡防止のためには、環状電極部の幅は狭いことが望ま
しく、また厚みは薄いことが望ましい。環状電極部の幅
は０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であることが好ましく、厚
みは１０μｍ以下であることが好ましい。

【００１１】また、最外層の電極層を形成する材料はマ
イグレーションを起こしやすい電極材料成分に限定され
るものではない。マイグレーションを起こし難い電極材
料を用いた場合には、サーミスタ素体のチッピング防止
や、電極焼けの防止等の効果を得ることができる。この
ような場合、環状電極の幅は上記範囲より広くともよ
く、また厚みも上記範囲より厚くともよい。

【００１２】本発明において、環状電極部は、内側から
外側に順次複数設けられていてもよい。

【００１３】

【作用】本発明においては、電極部の最外層の電極部
が、サーミスタ素体主面の中央に位置する中央電極部
と、該中央電極部の周りを囲むように位置する少なくと
も１つの環状電極部とを備えている。Ａｇ等のマイグレ
ーションの発生し易い電極材料成分を最外層の電極層と
して用いる場合には、マイグレーションにより移動する
電極材料成分は環状電極部から供給される。このため、
マイグレーションする電極材料成分の総量に限りがある
ため、短絡には至らず、サーミスタ装置が破壊されるこ
とはない。

【００１４】また通電の際、中央電極部のみならず環状
電極部にも電流を流すことにより、熱膨張ストレスによ
る差や電界集中によるストレスが少なくなり、チッピン
グを生じるおそれがなくなる。

【００１５】さらに、電極部にＮｉ電極層等を設けた場
合においても、電極焼け等を生じることがなくなる。

【００１６】

【実施例】図１及び図２は、本発明に従う第１の実施例
を示しており、図１は正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。図１及び図２を参照して、この実施
例はＰＴＣサーミスタであり、チタン酸バリウムを主成
分とするサーミスタ素体１１の両側主面上に中央電極部
１２，１３が設けられており、中央電極部１２，１３の
周りを囲むように環状電極部１４，１５が設けられてい
る。中央電極部１２，１３及び環状電極部１４，１５
は、Ａｇを主成分としており、ペーストをスクリーン印
刷し、焼き付ける方法によって形成されている。図１及
び図２に示すように、マイグレーションを起こしやすい
電極材料成分を用いる場合には、最も外側の環状電極部
１４の外周端縁は、サーミスタ素体１１の外周端縁より
も内側に位置するようにギャップが形成されていること
が好ましい。このようなギャップ部は、０．５ｍｍ〜３
ｍｍの距離の範囲内であることが好ましい。

【００１７】本実施例のようにマイグレーションを生じ
やすいＡｇを主成分として電極部を形成した場合であっ
ても、マイグレーションにより移動するＡｇは環状電極
部１４，１５から供給されるため、その総量に限りがあ
り、マイグレーションを生じても短絡には至らず、サー
ミスタ装置が破壊されるのを防止することができる。

【００１８】また、サーミスタ素体の主面の外周部に環
状電極部を位置させることができるので、熱膨張ストレ
スの差や電界集中によるストレスによってチッピングが
生じるのを防止することができる。

【００１９】図３及び図４は、本発明に従う第２の実施
例を示しており、図３は正面図であり、図４は図３のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。図３及び図４を参照して、
サーミスタ素体１１の両側主面上には、無電解めっき法
により、Ｎｉ電極層１６，１７がそれぞれ形成されてい
る。このＮｉ電極層１６，１７の上に、中央電極部１
２，１３と、該中央電極部１２，１３の周りを囲むよう
に位置する環状電極部１４，１５が形成されている。Ｎ
ｉ電極層１６，１７の厚みは、一般的に０．５μｍ〜３
μｍであり、中央電極部１２，１３及び環状電極部１
４，１５の厚みは２μｍ〜２０μｍである。

【００２０】この実施例においても、マイグレーション
する電極材料成分を供給するのは環状電極部１４，１５
であり、その総量に限りがあるため、マイグレーション
を生じても短絡には至らず、サーミスタ装置を破壊する
ことはない。

【００２１】またサーミスタ素体１１の外周部近傍に環
状電極部１４，１５が位置しているので、熱膨張ストレ
ス差や電界集中によりチッピングを生じるおそれがな
い。さらには、本実施例では、中央電極部１２，１３の
周りに環状電極部１４，１５が設けられているので、従
来のようにＮｉ電極層１６，１７の電極焼けを生じるお
それがない。

【００２２】以上の実施例では、サーミスタ素体とし
て、ＰＴＣサーミスタ素体を例にして説明したが、本発
明はＰＴＣのみに限定されるものではなく、ＮＴＣサー
ミスタにも適用され得るものである。

【００２３】また、上記実施例では、最外層の電極層の
電極材料として、Ａｇを主成分とする電極材料を例にし
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばマイグレーションを生じ難い電極材料に対し
ても適用され得るものである。

【００２４】

【発明の効果】本発明では、電極部の最外層の電極層
が、中央電極部と少なくとも１つの環状電極部を備える
ことを特徴としている。最外層の電極層としてＡｇ等の
マイグレーションを生じやすい電極材料成分を用いた場
合に、マイグレーションするＡｇ等の成分は、環状電極
部から供給され、マイグレーションし得る成分の総量に
限りがあるため、マイグレーションしても、短絡までに
は至らず、サーミスタ装置の破壊を生じることがない。

【００２５】また、本発明では、環状電極部を設けてい
るため、熱膨張ストレスの差が生じ難く、また電界集中
も緩和することができるため、従来問題となっているチ
ッピングの発生を防止することができる。

【００２６】また、Ｎｉ電極層等のように電流容量の小
さな電極層を電極部の下地層として設けた場合において
も、電極焼けが生じるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う第１の実施例を示す正面図。

【図２】図１に示す実施例のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】本発明に従う第２の実施例を示す正面図。

【図４】図２に示す実施例のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図５】従来のサーミスタ装置の一例を示す斜視図。

【図６】図５に示す従来のサーミスタ装置の断面図。

【図７】従来のサーミスタ装置の他の例を示す斜視図。

【図８】図７に示す従来のサーミスタ装置の断面図。

【図９】従来のサーミスタ装置のさらに他の例を示す断
面図。

【図１０】従来のサーミスタ装置のさらに他の例を示す
断面図。

【符号の説明】

１１…サーミスタ素体 １２，１３…中央電極部 １４，１５…環状電極部 １６，１７…Ｎｉ電極層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーミスタ素体の両側主面上に電極部が
   設けられたサーミスタ装置において、 前記電極部の少なくとも一方の電極部が少なくとも一層
   以上の電極層から構成されており、最外層の電極層が主
   面の中央に位置する中央電極部と、該中央電極部の周り
   を囲むように位置する少なくとも１つの環状電極部とを
   備えることを特徴とする、サーミスタ装置。